Đánh giá sự di chuyển đạm và hiệu quả sử dụng phân urê trên cây cao su bằng kỹ thuật đánh dấu đồng vị 15N

Khoa học Nông nghiệp<br /> <br /> Đánh giá sự di chuyển đạm và hiệu quả sử dụng phân urê trên cây cao su<br /> bằng kỹ thuật đánh dấu đồng vị 15N<br /> Đoàn Phạm Ngọc Ngà*, Hà Thị Ngọc Trinh, Nguyễn Ngọc Chí Nhân<br /> Trung tâm Hạt nhân TP Hồ Chí Minh, Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam<br /> Ngày nhận bài 6/2/2017; ngày chuyển phản biện 8/2/2017; ngày nhận phản biện 6/3/2017; ngày chấp nhận đăng 24/3/2017<br /> <br /> Tóm tắt:<br /> Nghiên cứu về di chuyển và hiệu suất sử dụng đạm (N) từ phân urê có ý nghĩa quan trọng đối với cây cao su non.<br /> Chế độ bón N hợp lý sẽ góp phần đặc biệt quan trọng giúp cây sinh trưởng phát triển tốt và vì vậy rút ngắn thời<br /> gian kiến thiết cơ bản. Kết quả nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đánh dấu đồng vị 15N với hàm lượng 10,16% 15Na.b<br /> được bố trí ở các mức bón 1 gN/chậu, 2 gN/chậu và 3 gN/chậu cho thấy cây cao su PB260 1 năm tuổi hấp thu<br /> urê-15N tăng dần theo thời gian sinh trưởng. 15N hấp thu từ phân urê-15N đạt cao nhất ở 60 ngày sau bón (NSB),<br /> sau đó giảm dần ở 90 NSB. Hiệu suất sử dụng phân urê của lá luôn cao hơn rễ hoặc thân ở tất cả 3 mức bón phân<br /> urê-15N. Mức bón 1 gN/chậu là mức bón cho hiệu quả sử dụng phân cao nhất là 38,46% ở 60 NSB.<br /> Từ khóa: Cao su, hiệu quả sử dụng phân urê, 15N, PB260.<br /> Chỉ số phân loại: 4.1<br /> <br /> Đặt vấn đề<br /> Cao su (Hevea brassiliensis) là cây có giá trị kinh tế<br /> cao. Từ năm 2007 đến nay, kim ngạch xuất khẩu cao su đã<br /> vượt quá giá trị 1 tỷ USD, đóng góp quan trọng vào nguồn<br /> thu ngoại tệ, phát triển kinh tế cũng như nông nghiệp và<br /> nông thôn Việt Nam (Tổng cục Thống kê, 2009). Canh tác<br /> cao su được chia thành 3 giai đoạn: Vườn ươm, kiến thiết<br /> cơ bản (giai đoạn 1-8 năm đầu chưa khai thác mủ) và khai<br /> thác. Phân bón đa lượng và vi lượng đóng vai trò đặc biệt<br /> quan trọng khi cây ở giai đoạn vườn ươm và kiến thiết cơ<br /> bản. Bón phân cân đối được hiểu là cung cấp cho cây các<br /> nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu với liều lượng đúng và<br /> tỷ lệ thích hợp sẽ giúp cây phát triển nhanh, khỏe, vì vậy<br /> sẽ rút ngắn thời kỳ vườn ươm và kiến thiết cơ bản [1-3].<br /> Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông<br /> thôn, lượng phân vô cơ NPK bón cho cây cao su được sử<br /> dụng trên cả nước là tương đối lớn: 10.000 tấn urê/năm;<br /> 4.000 tấn P2O5/năm và 2.000 tấn K2O/năm. Tuy nhiên,<br /> hiệu quả sử dụng phân vô cơ NPK để bón cho cây cao su<br /> chưa cao do phụ thuộc vào liều lượng, phương pháp bón<br /> và điều kiện môi trường đất.<br /> Nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm đã và đang là mối<br /> quan tâm hàng đầu trong phát triển nông nghiệp bền vững<br /> tại nhiều quốc gia trên thế giới. Vì vậy, làm thế nào để bổ<br /> sung phân đạm - nguồn cung cấp lượng N - một cách khoa<br /> <br /> học (không thiếu và không thừa) đã và đang được Việt<br /> Nam và nhiều quốc gia trên thế giới tập trung nghiên cứu.<br /> Từ những năm 1980, nhiều chương trình hợp tác nghiên<br /> cứu giữa Tổ chức Lương nông của Liên hợp quốc (FAO),<br /> Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) và Trung<br /> tâm Hạt nhân TP Hồ Chí Minh đã được thực hiện, trong đó<br /> đồng vị 15N được sử dụng phổ biến làm chất đánh dấu để<br /> định lượng chính xác sự di chuyển của N (có nguồn gốc từ<br /> phân bón) trong cây và đất, từ đó góp phần nâng cao hiệu<br /> quả sử dụng phân đạm.<br /> Với mong muốn góp phần xây dựng chế độ bón phân<br /> vô cơ, đặc biệt là phân urê hợp lý cho cây cao su giai đoạn<br /> kiến thiết cơ bản được canh tác tại Việt Nam, nghiên cứu<br /> này đã sử dụng kỹ thuật đánh dấu đồng vị 15N nhằm đánh<br /> giá sự di chuyển đạm và hiệu quả sử dụng phân urê trong<br /> điều kiện thí nghiệm, từ đó cung cấp cơ sở cho những<br /> nghiên cứu thực tế ngoài lô cao su.<br /> <br /> Nội dung nghiên cứu<br /> Thời gian và địa điểm thí nghiệm: Nghiên cứu được<br /> thực hiện trong năm 2015-2016 tại khu trại thực nghiệm<br /> của Bộ môn Công nghệ sinh học thực vật, Trường Đại<br /> học Nông lâm TP Hồ Chí Minh. Cây cao su thí nghiệm là<br /> giống PB260 được cung cấp từ Công ty TNHH MTV cao<br /> su Tân Biên (Tây Ninh).<br /> <br /> Tác giả liên hệ: Email: dpngocnga@gmail.com<br /> <br /> *<br /> <br /> 19(8) 8.2017<br /> <br /> 19<br /> <br /> Khoa học Nông nghiệp<br /> <br /> Evaluation of nitrogen movement<br /> and urea-15N fertilizer use efficiency for<br /> young rubber trees - Hevea brasiliensis<br /> by using 15N isotope technique<br /> <br /> Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu<br /> hoàn toàn ngẫu nhiên đơn yếu tố với 3 lần lặp lại. Phân<br /> urê-15N làm giàu có hàm lượng 10,16% 15Na.b. Các<br /> nghiệm thức (NT) gồm:<br /> - No: Không bón urê-15N (đối chứng - ĐC).<br /> - N2: 2,17 g urê-15N /chậu (tương đương 1 gN/chậu).<br /> <br /> Pham Ngoc Nga Doan*, Thi Ngoc Trinh Ha,<br /> Ngoc Chi Nhan Nguyen<br /> <br /> - N4: 4,3 g urê-15N/chậu (tương đương 2 gN/chậu).<br /> - N6: 6,5 g urê-15N /chậu (tương đương 3 gN/chậu).<br /> <br /> Center for Nuclear Techniques in Ho Chi Minh City, Vietnam Atomic Energy Institute<br /> Received 6 February 2017; accepted 24 March 2017<br /> <br /> Abstract:<br /> <br /> Phân thí nghiệm được đánh dấu và bón dạng vành khăn<br /> theo rãnh sâu 5 cm quanh gốc cao su (hình 1). Tổng số cây<br /> thí nghiệm là 4 NT x 7 cây/1NT x 3 lặp lại = 84 cây. Loại<br /> đất trồng là đất xám bạc màu và cây cao su có 1 tầng lá.<br /> <br /> Studies on nitrogen movement and nitrogen use<br /> efficiency of 15N-labelled urea (referred to as NUE<br /> hereafter) play an crucial role in the young stage of<br /> rubber trees (Hevea brasiliensis). Appropriate nitrogen<br /> application rates can significantly contribute to foster<br /> the development of the plants, hence shorten the<br /> premature stage of the rubber trees. The 15N-labeled<br /> urea (15N abundance was 10.16%) was applied at three<br /> different rates of 1, 2, and 3 gN/pot on one-year-old<br /> ‘PB260’ rubber trees. The results showed that the 15N<br /> absorbed in all plant parts such as leaves, stems, and<br /> roots increased gradually by time, and was highest at<br /> 60 days after treatment (DAT), and then decreased at<br /> 90 DAT. The NUE in leaves was much higher than that<br /> in either roots or stems in all treatments. The highest<br /> NUE (38.46%) was obtained at 60 DAT when PB260<br /> was treated with the rate of 1 gN/pot.<br /> Keywords: 15N, PB260, rubber tree, urea use efficiency.<br /> Classification number: 4.1<br /> <br /> Hình 1. Cây cao su PB260 trồng trong chậu thí nghiệm và<br /> cách bón phân urê-15N.<br /> <br /> 19(8) 8.2017<br /> <br /> 20<br /> <br /> Khoa học Nông nghiệp<br /> <br /> Bảng 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm.<br /> N0(ĐC)<br /> <br /> N4<br /> <br /> N6<br /> <br /> N2<br /> <br /> N2<br /> <br /> N0(ĐC)<br /> <br /> N2<br /> <br /> N6<br /> <br /> N6<br /> <br /> N4<br /> <br /> N4<br /> <br /> N0(ĐC)<br /> <br /> Phương pháp lấy mẫu: Mẫu cây được lấy theo 5 đợt<br /> gồm: Trước khi bón phân urê-15N và 15, 30, 60, 90 ngày<br /> sau khi bón phân urê-15N (ký hiệu: NSB). Mẫu cây cao su<br /> được thu riêng từng phần: Rễ, thân và lá.<br /> Phương pháp phân tích mẫu: Phương pháp Kjeldahl,<br /> phương pháp xác định % 15Na.e.<br /> Xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý bằng<br /> phần mềm Microsoft Excel 2007. Phân tích và xử lý thống<br /> kê theo chương trình MSTATC. Sử dụng phép hồi quy<br /> tuyến tính đa biến xác định tương quan giữa các mức bón<br /> N và thời điểm bón ảnh hưởng tới tỷ lệ %N hút từ phân<br /> (HTP) của cây cao su theo công thức:<br /> Y = b0 + b1A0 + b2A1 + b3A2<br /> Trong đó: Y là %N HTP hoặc lượng N HTP cây tích<br /> lũy tại thời điểm thu hoạch; Aj là các mức bón N (mgN/<br /> chậu) tại thời điểm 15, 30, 60, 90 NSB; bj là hệ số hồi quy<br /> riêng phần j của thời điểm bón.<br /> Phép thử Duncan được sử dụng để so sánh sự khác<br /> biệt giữa các NT, độ khác biệt có ý nghĩa ở mức LSD 5%<br /> (Least Significant Difference).<br /> <br /> Mối tương quan giữa các mức bón 15N đến %15Na.e<br /> và %15N HTP trong cây cao su ở giai đoạn 15, 30, 60 và<br /> 90 NSB<br /> Thông số % phân tử 15N dư (ký hiệu %15Na.e) và %15N<br /> HTP urê-15N (ký hiệu %15N HTP) thể hiện sự di chuyển<br /> của 15N khi urê-15N được hấp thu vào trong cây cao su.<br /> Đối với cả 3 NT tương ứng với 3 mức bón: 1 gN/chậu, 2<br /> gN/chậu và 3 gN/chậu số liệu %15Na.e và %15N HTP phân<br /> bố trong rễ, thân và lá của cây cao su không khác biệt về<br /> mặt thống kê ở các giai đoạn 15, 30, 60 và 90 NSB.<br /> Ở giai đoạn 60 NSB đối với cả ba mức bón, lượng 15N<br /> HTP trong lá cao gấp 6-8 lần so với lượng 15N HTP có<br /> trong rễ và thân (bảng 2), điều này cho thấy xu hướng hấp<br /> thụ phân của rễ, thân và đặc biệt là lá gia tăng mạnh từ 15<br /> đến 60 NSB. So sánh với kết quả của H.C. Guo (2010) [4]<br /> cho thấy, lượng 15N HTP của lá là 678,93 mgN/chậu với<br /> mức bón 2 gN/chậu thì 15N HTP với mức bón tương tự của<br /> lá trong thí nghiệm của nghiên cứu ở 60 NSB là 289,82<br /> mgN/chậu (thấp hơn khoảng 2 lần). Mặt khác số liệu cũng<br /> cho thấy, thời điểm 60 NSB ở cả 3 NT, 15N HTP trong thân<br /> và lá đều cao hơn 15N HTP của rễ, như vậy giai đoạn này<br /> thân và lá cần nhiều dinh dưỡng để tạo sinh khối.<br /> Bảng 2. Khối lượng 15N HTP và hiệu suất sử dụng urê-15N<br /> của cây cao su ở 60 NSB.<br /> <br /> Kết quả<br /> <br /> N HTP<br /> <br /> 15<br /> <br /> Mối tương quan giữa các mức bón N đến sinh khối<br /> khô, N tổng số và lượng N tích lũy trong cây ở giai đoạn<br /> 15, 30, 60 và 90 NSB<br /> Nhìn chung, lượng N tích lũy trong cây cao su ở ba<br /> mức bón 1 gN/chậu, 2 gN/chậu và 3 gN/chậu đều có xu<br /> hướng gia tăng từ 15 đến 90 NSB. N tích lũy trong cây<br /> cao su thấp nhất ở 15 NSB và đạt cao nhất ở giai đoạn 90<br /> NSB (xem hình 2).<br /> <br /> HSSD 15N<br /> <br /> NT<br /> <br /> (%)<br /> <br /> Rễ<br /> <br /> Thân<br /> <br /> Lá<br /> <br /> Cây<br /> <br /> N2- 1 gN<br /> <br /> 38,73b<br /> <br /> 49,41c<br /> <br /> 296,48<br /> <br /> 384,62<br /> <br /> 38,46<br /> <br /> N4- 2 gN<br /> <br /> 35,66c<br /> <br /> 55,80b<br /> <br /> 289,82<br /> <br /> 381,28<br /> <br /> 19,06<br /> <br /> N6- 3 gN<br /> <br /> 42,08a<br /> <br /> 58,62a<br /> <br /> 295,11<br /> <br /> 395,81<br /> <br /> 13,19<br /> <br /> 3,94<br /> <br /> 3,34<br /> <br /> 5,43<br /> <br /> 6,01<br /> <br /> 1,978*<br /> <br /> 1,045*<br /> <br /> ns<br /> <br /> ns<br /> <br /> CV %<br /> LSD5 %<br /> <br /> Ghi chú: HSSD: Hiệu suất sử dụng; các ký tự khác nhau<br /> theo sau giá trị trung bình có sự khác biệt thống kê (*: có ý<br /> nghĩa, ns: không có sự khác biệt).<br /> <br /> Hình 2. Lượng N tích lũy trong cây cao su theo thời gian.<br /> <br /> 19(8) 8.2017<br /> <br /> Nhìn chung theo thời gian, %15N HTP trong cây cao su<br /> có xu hướng tăng từ 15 đến 60 NSB và giảm mạnh ở 90<br /> NSB (hình 3). Cả 3 mức bón: 1 gN/chậu, 2 gN/chậu và 3<br /> gN/chậu đều cho kết quả %15N HTP cao nhất ở 60 NSB.<br /> <br /> 21<br /> <br /> HTP<br /> 15N<br /> <br /> Khoa học Nông nghiệp<br /> <br /> N2<br /> <br /> 250<br /> 200<br /> 150<br /> 100<br /> 50<br /> 0<br /> <br /> N4<br /> N6<br /> <br /> 0<br /> <br /> 20<br /> <br /> 40<br /> <br /> 60<br /> <br /> 80<br /> <br /> Ngày sau bón<br /> <br /> 100<br /> <br /> z<br /> <br /> Hình 4. Động thái lượng 15N HTP trong cây cao su theo thời gian<br /> <br /> 45<br /> 40<br /> <br /> HSSD 15N (%)<br /> <br /> %15N HTP<br /> <br /> 9<br /> 8<br /> 7<br /> 6<br /> 5<br /> 4<br /> 3<br /> 2<br /> 1<br /> 0<br /> <br /> N2<br /> N4<br /> <br /> N2<br /> <br /> 20<br /> <br /> N4<br /> <br /> 15<br /> <br /> N6<br /> <br /> 10<br /> <br /> 0<br /> <br /> 20<br /> <br /> 40<br /> <br /> 60<br /> <br /> 80<br /> <br /> 20<br /> <br /> 40<br /> <br /> 60<br /> <br /> 80<br /> <br /> 100<br /> <br /> Ngày sau bón<br /> <br /> 100<br /> <br /> Hình 5. Động thái HSSD urê-15N của cây cao su theo thời<br /> gian.<br /> <br /> Hình 3. Động thái hấp thu %15N HTP trong cây cao su<br /> theo thời gian của từng NT.<br /> <br /> Mối tương quan giữa các mức bón 15N đến khối<br /> lượng 15N HTP và HSSD urê-15N của cây cao su ở giai<br /> đoạn 15, 30, 60 và 90 NSB<br /> <br /> Kết luận<br /> Từ các kết quả nhận được trong quá trình nghiên cứu,<br /> chúng tôi rút ra một số kết luận sau:<br /> - Cây cao su PB260 hấp thu urê-15N tăng dần theo thời<br /> gian sinh trưởng, 15N HTP đạt cao nhất ở 60 NSB, sau đó<br /> N2 dần ở 90 NSB.<br /> giảm<br /> <br /> 450<br /> <br /> 25 400<br /> <br /> HTP (mg)<br /> <br /> HSSD 15N (%)<br /> <br /> %15N HTP<br /> <br /> Thông số khối lượng 15N HTP và HSSD phân 15N có<br /> ý nghĩa quan trọng trong canh tác cây trồng nói chung và<br /> N4 - HSSD phân urê của lá luôn cao hơn rễ hoặc thân đối<br /> cây cao su nói riêng. Theo kết quả thu nhận được, đối với với<br /> N6 tất cả 3 mức bón 1 gN/cây, 2 gN/cây và 3 g N/cây.<br /> 15<br /> cả 3 mức bón N, khối lượng N HTP của cây cao su có xu<br /> - HSSD urê-15N của cây cao su PB260 1 năm tuổi tăng<br /> hướng tăng và đạt giá trị cao nhất ở 60 NSB, sau đó giảm<br /> theo thời gian sinh trưởng. Mức bón 1 gN/chậu là mức<br /> ở 90 NSB 20<br /> (hình<br /> 4). Tương<br /> tự, HSSD<br /> phân 80<br /> cao nhất cũng<br /> 9<br /> 0<br /> 40<br /> 60<br /> 100<br /> bón cho hiệu quả sử dụng phân cao nhất trong 4 giai đoạn<br /> được ghi nhận87 tại thờiNgày<br /> điểmsau<br /> 60 NSB<br /> bón ở mức bón 1 gN/chậu lấy mẫu.<br /> z Hiệu suất đạt cao nhất ở giai đoạn 60 NSB, đạt<br /> 6<br /> (đạt 38,46 mgN/chậu)<br /> và giảm nhẹ ở 90 NSB (hình 5).<br /> 5<br /> 38,46%<br /> với mức bón 1 gN/chậu.<br /> N2<br /> 15<br /> đến thời<br /> nghiệm<br /> HìnhTính<br /> 4. Động<br /> thái4điểm<br /> lượngkết<br /> Nthúc<br /> HTPthítrong<br /> cây (90<br /> cao NSB),<br /> su<br /> theoHSSD<br /> thời gian<br /> N4<br /> 3<br /> Kết quả trong nghiên cứu này là những dữ liệu khoa<br /> phân đối với 2ba mức bón: 1 gN/chậu, 2 gN/chậu,<br /> 3 gN/<br /> N6<br /> 1<br /> học<br /> cơ sở cho những đánh giá và nghiên cứu chuyên<br /> chậu theo thứ 0tự là 37,30%; 21,09%; 14,96%. Kết quả này<br /> 0<br /> 20<br /> 40<br /> 60<br /> 80<br /> 100<br /> sâu<br /> kết<br /> hợp các yếu tố nông học quan trọng đối với sinh<br /> cho45thấy cây cao su PB260<br /> có hiệu quả sử dụng phân chưa<br /> Ngày sau bón<br /> trưởng<br /> và<br /> phát triển của cây cao su như: Lượng mưa, thời<br /> cao.40<br /> gian bón, tuổi cây… Trên cở sở đó, kết quả sẽ góp phần<br /> 35<br /> quan trọng trong việc hoàn thiện quy trình bón phân N tối<br /> 30 500<br /> ưu cho cây cao su giai đoạn vườn ươm.<br /> 350<br /> <br /> 20 300<br /> <br /> N2<br /> <br /> 15 250<br /> <br /> 15N<br /> <br /> 10<br /> 5<br /> 0<br /> <br /> N4<br /> <br /> 200<br /> 150<br /> 100<br /> 50<br /> 0<br /> <br /> N6<br /> <br /> 0<br /> <br /> 20<br /> <br /> 0<br /> <br /> 40<br /> <br /> 60<br /> <br /> 80<br /> <br /> bón<br /> 40Ngày sau60<br /> <br /> 20<br /> <br /> Hình 4. Động thái lượng<br /> thời gian.<br /> <br /> N2<br /> <br /> Tài liệu tham khảo<br /> <br /> N4<br /> <br /> [1] Bùi Đức Anh (2008), “Mô hình xen canh cây họ đậu trong vườn cao su<br /> kiến thiết cơ bản”, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Nông lâm TP Hồ Chí Minh.<br /> <br /> N6<br /> <br /> 100<br /> <br /> 80<br /> <br /> 100<br /> <br /> NgàyN15<br /> sau<br /> Hình 4. Động thái lượng<br /> HTP bón<br /> trong cây cao su theo thời gian<br /> 15<br /> <br /> z<br /> <br /> N HTP trong cây cao su theo<br /> <br /> [2] G. Hardarson (1990), “Use of nuclear techniques in studies of soil-plant<br /> relationships”, IAEA Training course series No2.<br /> [3] Hà Văn Khương (2012), “Khảo nghiệm cây thảm phủ họ đậu Ấn Độ<br /> Mucuna bracteata trên vườn cây cao su của Tập đoàn Cao su Việt Nam”, Bản tin<br /> Tập đoàn Công nghiệp cao su Việt Nam.<br /> [4] H.C. Guo (2010), “Using of 15N stable isotope technology to sudy Ndff<br /> in rubber tree (Hevea brasiliensis) seedling applied with different nitrogen<br /> fertilizers”, IRRDP annual meeting and International rubber conference.<br /> <br /> 45<br /> 40<br /> <br /> HSSD 15N (%)<br /> <br /> HTP (mg)<br /> <br /> 25<br /> <br /> 0<br /> <br /> Ngày sau bón<br /> <br /> 15N<br /> <br /> 30<br /> <br /> 5<br /> <br /> N6<br /> 0<br /> <br /> 500<br /> 450<br /> 400<br /> 350<br /> 300<br /> 250<br /> 200<br /> 150<br /> 100<br /> 50<br /> 0<br /> <br /> 35<br /> <br /> 35<br /> 30<br /> 25<br /> <br /> N2<br /> <br /> 20<br /> <br /> N4<br /> <br /> 15<br /> <br /> N6<br /> <br /> 10<br /> 5<br /> 0<br /> 0<br /> <br /> 20<br /> <br /> 40<br /> <br /> 60<br /> <br /> 80<br /> <br /> Ngày<br /> sau8.2017<br /> bón<br /> 19(8)<br /> <br /> 100<br /> <br /> 22<br /> <br />